CN113514687B - 列车供电系统的电压状态监测方法、系统、装置及车辆 - Google Patents

列车供电系统的电压状态监测方法、系统、装置及车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN113514687B
CN113514687B CN202110826672.8A CN202110826672A CN113514687B CN 113514687 B CN113514687 B CN 113514687B CN 202110826672 A CN202110826672 A CN 202110826672A CN 113514687 B CN113514687 B CN 113514687B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
calculating
preset
inductor
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110826672.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113514687A (zh
Inventor
谢立军
曹江
辛状状
曾晓青
王洪凯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CRRC Qingdao Sifang Co Ltd
Original Assignee
CRRC Qingdao Sifang Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CRRC Qingdao Sifang Co Ltd filed Critical CRRC Qingdao Sifang Co Ltd
Priority to CN202110826672.8A priority Critical patent/CN113514687B/zh
Publication of CN113514687A publication Critical patent/CN113514687A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113514687B publication Critical patent/CN113514687B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/145—Indicating the presence of current or voltage
    • G01R19/155—Indicating the presence of voltage

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种列车供电系统的电压状态监测方法、系统、装置及轨道车辆，应用于包含从接触网取电的受电弓和将受电弓上传输的电能传递至列车用电端的电感的列车供电系统，预先为列车供电系统的网侧电压及电感的两端电压一一对应设置过电压判定策略；获取列车供电系统的网侧电压值、电感的第一端电压值及电感的第二端电压值，并按照过电压判定策略相应判定网侧电压值、第一端电压值及第二端电压值的过电压情况；将过电压情况进行综合得到列车供电系统的电压状态。可见，本申请不仅负责监测列车供电系统的网侧的电压状态，还负责监测列车供电系统中用于将受电弓上传输的电能传递至列车用电端的电感两端的电压状态，有利于列车供电系统的风险监测。

Description

列车供电系统的电压状态监测方法、系统、装置及车辆
技术领域
本发明涉及列车供电系统的风险监测领域，特别是涉及一种列车供电系统的电压状态监测方法、系统、装置及轨道车辆。
背景技术
随着高速列车的发展，对高速列车的安全运行要求不断提高。目前，高速列车在升降弓、过分相、短路故障等工况下，列车供电系统会频繁出现过电压，该过电压一方面会造成车体电位的升高，损坏车载变压器等设备的绝缘；另一方面会导致高频信号的产生，从而会对车载控制及通信系统造成电磁干扰，甚至使车载电子设备在工作时发生逻辑混乱。
现有技术中，为了保证高速列车安全可靠地运行，需要实时监测高速列车供电系统的电压状态，通常采用的电压状态监测方案为：如图1所示，在受电弓处增设电压互感器，利用电压互感器采集列车供电系统的网侧电压值，并判断采集的网侧电压值是否大于预设过电压阈值，若是，则确定列车供电系统的网侧有过电压产生，存在安全风险。但是，现有的电压状态监测方案只负责监测列车供电系统的网侧的电压状态，不够全面，不利于列车供电系统的风险监测。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种列车供电系统的电压状态监测方法、系统、装置及轨道车辆，不仅负责监测列车供电系统的网侧的电压状态，还负责监测列车供电系统中用于将受电弓上传输的电能传递至列车用电端的电感两端的电压状态，有利于列车供电系统的风险监测。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种列车供电系统的电压状态监测方法，应用于包含从接触网取电的受电弓和将所述受电弓上传输的电能传递至列车用电端的电感的列车供电系统，包括：
预先为所述列车供电系统的网侧电压及所述电感的两端电压一一对应设置过电压判定策略；
获取所述列车供电系统的网侧电压值、所述电感的第一端电压值及所述电感的第二端电压值，并按照所述过电压判定策略相应判定所述网侧电压值、所述第一端电压值及所述第二端电压值的过电压情况；
将所述过电压情况进行综合，得到所述列车供电系统的电压状态。
优选地，预先为所述列车供电系统的网侧电压设置过电压判定策略的过程，包括：
采集所述列车供电系统的网侧电压，得到网侧电压数据u1(t)；
根据预设电压有效值计算关系式计算网侧电压有效值U1，并判断所述网侧电压有效值U1是否大于预设电压阈值；其中，T表示采集所述网侧电压的数据点个数；
若是，则确定所述列车供电系统的网侧有过电压产生。
优选地，预先为所述电感的第一端电压设置过电压判定策略的过程，包括：
采集所述电感的第一端电压，得到第一端电压数据u2(t)；其中，所述电感的第一端为靠近所述受电弓的一端；
根据预设电压有效值计算关系式计算第一端电压有效值U2，并判断所述第一端电压有效值U2是否大于预设电压阈值；其中，T表示采集所述第一端电压的数据点个数；
若是，则确定所述电感的第一端有过电压产生。
优选地，所述列车供电系统的电压状态监测方法还包括：
若所述第一端电压有效值U2不大于所述预设电压阈值，则根据预设复域信号计算关系式计算复域信号Z(t)；其中，/>是u2(t)的希尔伯特变换；
根据预设幅值信号计算关系式计算所述复域信号Z(t)的幅值信号x(t)，并根据预设相位信号计算关系式/>计算所述复域信号Z(t)的相位信号/>
根据预设幅值信号面积计算关系式计算所述幅值信号x(t)的面积sx，并根据预设相位信号面积计算关系式计算所述相位信号/>的面积/>其中，h为所述第一端电压的数据采集间隔；
根据预设第一评估系数计算关系式计算所述电感的第一端电压的综合评估系数Q，并判断所述综合评估系数Q是否大于预设第一系数阈值；其中，U为所述电感的第一端的正常电压有效值；
若是，则确定所述电感的第一端有过电压产生。
优选地，预先为所述电感的第二端电压设置过电压判定策略的过程，包括：
采集所述电感的第二端电压，得到第二端电压数据u3(t)；其中，所述电感的第二端为远离所述受电弓的一端；
根据预设电压有效值计算关系式计算第二端电压有效值U3，并判断所述第二端电压有效值U3是否大于预设电压阈值；其中，T表示采集所述第二端电压的数据点个数；
若是，则确定所述电感的第二端有过电压产生。
优选地，所述列车供电系统的电压状态监测方法还包括：
若所述第二端电压有效值U3不大于所述预设电压阈值，则根据预设复域信号计算关系式计算复域信号Z'(t)；其中，/>是u3(t)的希尔伯特变换；
根据预设幅值信号计算关系式计算所述复域信号Z'(t)的幅值信号x'(t)，并根据预设相位信号计算关系式/>计算所述复域信号Z'(t)的相位信号/>
根据预设幅值信号面积计算关系式计算所述幅值信号x'(t)的面积s'x，并根据预设相位信号面积计算关系式计算所述相位信号/>的面积/>其中，h为所述第二端电压的数据采集间隔；
根据预设第一评估系数计算关系式计算所述电感的第二端电压的第一综合评估系数Q'，并判断所述第一综合评估系数Q'是否大于预设第一系数阈值；其中，U'为所述电感的第二端的正常电压有效值；
若是，则确定所述电感的第二端有过电压产生。
优选地，所述列车供电系统的电压状态监测方法还包括：
若所述第一综合评估系数Q'不大于所述预设第一系数阈值，则基于所述第二端电压数据u3(t)构造n条新电压曲线Li(t)(i＝1,2,3…n)，并将每条新电压曲线进行k次分解，得到k条电压特征曲线
根据预设幅值差系数计算关系式计算幅值差系数Zp；其中，/>B(t)为所述电感的第二端的正常电压信号，Dp(t)为u3(t)的每条电压特征曲线的平均值，β为分辨系数；
根据预设灰色关联度系数计算关系式计算各所述新电压曲线的灰色关联度系数Lp；其中，Δ(t)为Dp(t)和B(t)在t时刻的绝对值差，M为最大绝对值差，m为最小绝对值差，α为分辨系数；
根据预设第二评估系数计算关系式计算所述电感的第二端电压的第二综合评估系数W，并判断所述第二综合评估系数W是否大于预设第二系数阈值；
若是，则确定所述电感的第二端有过电压产生。
优选地，基于所述第二端电压数据u3(t)构造n条新电压曲线Li(t)(i＝1,2,3…n)，并将每条新电压曲线进行k次分解，得到k条电压特征曲线的过程，包括：
将所述第二端电压数据u3(t)和n组不同的白噪声信号ai(t)(i＝1,2,3…n)合成n条新电压曲线Li(t)(i＝1,2,3…n)；
基于目标新电压曲线Li(t)的峰值谐振点或波谷谐振点将所述目标新电压曲线进行分段，得到所述目标新电压曲线的q个分段曲线Sj(t)(j＝1,2,3…q)；其中，所述目标新电压曲线为任一所述新电压曲线，Sj(t)满足节点二次连续，Sj(t)左右两端点为自由边界，Sj(t)＝aj+bj(t-tj)+cj(t-tj)2+dj(t-tj)3，S'j(t)＝bj+2cj(t-tj)+3dj(t-tj)2，S″j(t)＝2cj+6dj(t-tj)；aj,bj,cj,dj为Sj(t)的4q个系数，S'j(t)为Sj(t)的一阶导数，S″j(t)为Sj(t)的二阶导数；
基于已知节点Sj(tj)＝yj(j＝1,2,3…q)得到aj＝yj，基于0阶连续Sj(tj+1)＝yj+1(j＝1,2,3…q)得到基于1阶连续S'j(tj+1)＝S'j+1(tj+1)(j＝1,2,3…q-1)得到/>基于2阶连续S″j(tj+1)＝S″j+1(tj+1)(j＝1,2,3…q-1)得到2cj+6hjdj-2cj+1＝0，基于自由边界S″1＝S″q＝0得到c0＝cq＝0，以基于这4q个方程组计算出aj,bj,cj,dj；其中，hj＝tj+1-tj，yj为tj时刻的峰值谐振点幅值或波谷谐振点幅值；
将基于所述峰值谐振点划分的q个分段曲线带入相应系数连接形成曲线并将基于所述波谷谐振点划分的q个分段曲线带入相应系数连接形成曲线/>以得到所述目标新电压曲线对应的第一条电压特征曲线/>
将新得到的电压特征曲线替换所述目标新电压曲线Li(t)，并重新执行基于目标新电压曲线的峰值谐振点或波谷谐振点将所述目标新电压曲线进行分段的步骤，直至阈值小于预设循环停止阈值，得到所述目标新电压曲线对应的k条电压特征曲线/>
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种列车供电系统的电压状态监测系统，应用于包含从接触网取电的受电弓和将所述受电弓上传输的电能传递至列车用电端的电感的列车供电系统，包括：
预设模块，用于预先为所述列车供电系统的网侧电压及所述电感的两端电压一一对应设置过电压判定策略；
判定模块，用于获取所述列车供电系统的网侧电压值、所述电感的第一端电压值及所述电感的第二端电压值，并按照所述过电压判定策略相应判定所述网侧电压值、所述第一端电压值及所述第二端电压值的过电压情况；
综合模块，用于将所述过电压情况进行综合，得到所述列车供电系统的电压状态。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种列车供电系统的电压状态监测装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述任一种列车供电系统的电压状态监测方法的步骤。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种轨道车辆，包括列车供电系统及上述列车供电系统的电压状态监测装置。
本发明提供了一种列车供电系统的电压状态监测方法，应用于包含从接触网取电的受电弓和将受电弓上传输的电能传递至列车用电端的电感的列车供电系统，包括：预先为列车供电系统的网侧电压及电感的两端电压一一对应设置过电压判定策略；获取列车供电系统的网侧电压值、电感的第一端电压值及电感的第二端电压值，并按照过电压判定策略相应判定网侧电压值、第一端电压值及第二端电压值的过电压情况；将过电压情况进行综合，得到列车供电系统的电压状态。可见，本申请的电压状态监测方案不仅负责监测列车供电系统的网侧的电压状态，还负责监测列车供电系统中用于将受电弓上传输的电能传递至列车用电端的电感两端的电压状态，有利于列车供电系统的风险监测。
本发明还提供了一种列车供电系统的电压状态监测系统、装置及轨道车辆，与上述电压状态监测方法具有相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中的一种列车供电系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种列车供电系统的电压状态监测方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种列车供电系统的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种列车供电系统的过电压判定流程图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种列车供电系统的电压状态监测方法、系统、装置及轨道车辆，不仅负责监测列车供电系统的网侧的电压状态，还负责监测列车供电系统中用于将受电弓上传输的电能传递至列车用电端的电感两端的电压状态，有利于列车供电系统的风险监测。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图2，图2为本发明实施例提供的一种列车供电系统的电压状态监测方法的流程图。
该列车供电系统的电压状态监测方法应用于：包含从接触网取电的受电弓和将受电弓上传输的电能传递至列车用电端的电感的列车供电系统；该列车供电系统的电压状态监测方法包括：
步骤S1：预先为列车供电系统的网侧电压及电感的两端电压一一对应设置过电压判定策略。
具体地，列车供电系统包含用于从接触网取电的受电弓和用于将受电弓上传输的电能传递至列车用电端的电感。本申请提前为列车供电系统的网侧电压、列车供电系统中电感的第一端电压及电感的第二端电压一一对应设置过电压判定策略，以为后续判定列车供电系统的网侧电压及电感的两端电压的过电压情况提供依据。
步骤S2：获取列车供电系统的网侧电压值、电感的第一端电压值及电感的第二端电压值，并按照过电压判定策略相应判定网侧电压值、第一端电压值及第二端电压值的过电压情况。
具体地，如图3所示，本申请在受电弓处设置电压互感器A，在电感的第一端(靠近受电弓的一端)设置电压互感器B，在电感的第二端(远离受电弓的一端)设置电压互感器C，以通过电压互感器A获取列车供电系统的网侧电压值，通过电压互感器B获取列车供电系统中电感的第一端电压值，通过电压互感器C获取列车供电系统中电感的第二端电压值。
基于此，本申请可按照为列车供电系统的网侧电压设置的过电压判定策略，判定电压互感器A采集的网侧电压值是否存在过电压；同理按照为列车供电系统中电感的第一端电压设置的过电压判定策略，判定电压互感器B采集的电感的第一端电压值是否存在过电压；按照为列车供电系统中电感的第二端电压设置的过电压判定策略，判定电压互感器C采集的电感的第二端电压值是否存在过电压，从而得到列车供电系统的网侧电压值、电感的第一端电压值及电感的第二端电压值的过电压情况。
步骤S3：将过电压情况进行综合，得到列车供电系统的电压状态。
具体地，本申请将列车供电系统的网侧电压值、电感的第一端电压值及电感的第二端电压值的过电压情况进行综合，得到较为全面的列车供电系统的电压状态。
可见，本申请的电压状态监测方案不仅负责监测列车供电系统的网侧的电压状态，还负责监测列车供电系统中用于将受电弓上传输的电能传递至列车用电端的电感两端的电压状态，有利于列车供电系统的风险监测。
在上述实施例的基础上：
请参照图4，图4为本发明实施例提供的一种列车供电系统的过电压判定流程图。
列车供电系统的过电压判定具体包括以下步骤：
步骤一：采集列车供电系统的电压数据，包括：
(1)采集列车供电系统的网侧电压，得到网侧电压数据u1(t)，采集数据点T个；
(2)采集电感的第一端电压，得到第一端电压数据u2(t)，采集数据点T个；
(3)采集电感的第二端电压，得到第二端电压数据u3(t)，采集数据点T个。
步骤二：网侧电压数据u1(t)的过电压判定
(1)根据预设电压有效值计算关系式计算网侧电压有效值U1，并判断网侧电压有效值U1是否大于预设电压阈值(如60kV)；若是，则确定列车供电系统的网侧有过电压产生。
步骤三：第一端电压数据u2(t)的过电压判定
(1)根据预设电压有效值计算关系式计算第一端电压有效值U2，并判断第一端电压有效值U2是否大于预设电压阈值(如60kV)；若是，则确定电感的第一端有过电压产生。
(2)若第一端电压有效值U2不大于所述预设电压阈值，则根据预设复域信号计算关系式计算复域信号Z(t)；根据预设幅值信号计算关系式计算复域信号Z(t)的幅值信号x(t)，根据预设相位信号计算关系式计算复域信号Z(t)的相位信号/>其中，/>是u2(t)的希尔伯特变换：/>
(3)根据预设幅值信号面积计算关系式计算幅值信号x(t)的面积sx，并根据预设相位信号面积计算关系式计算相位信号/>的面积/>其中，h为电感的第一端电压的数据采集间隔，取值为2e-8。
(4)根据预设第一评估系数计算关系式计算电感的第一端电压的综合评估系数Q，并判断综合评估系数Q是否大于预设第一系数阈值(如2)；若是，则确定电感的第一端有过电压产生；其中，U为电感的第一端的正常电压有效值。
步骤四：第二端电压数据u3(t)的过电压判定
(1)根据预设电压有效值计算关系式计算第二端电压有效值U3，并判断第二端电压有效值U3是否大于预设电压阈值(如60kV)；若是，则确定电感的第二端有过电压产生。
(2)若第二端电压有效值U3不大于预设电压阈值，则根据预设复域信号计算关系式计算复域信号Z'(t)；其中，/>是u3(t)的希尔伯特变换；根据预设幅值信号计算关系式/>计算复域信号Z'(t)的幅值信号x'(t)，并根据预设相位信号计算关系式/>计算复域信号Z'(t)的相位信号/>根据预设幅值信号面积计算关系式/>计算幅值信号x'(t)的面积s'x，并根据预设相位信号面积计算关系式/>计算相位信号/>的面积/>其中，h为电感的第二端电压的数据采集间隔，取值为2e-8；根据预设第一评估系数计算关系式/>计算电感的第二端电压的第一综合评估系数Q'，并判断第一综合评估系数Q'是否大于预设第一系数阈值(如2)；若是，则确定电感的第二端有过电压产生；其中，U'为电感的第二端的正常电压有效值。
(3)若第一综合评估系数Q'不大于预设第一系数阈值，则基于第二端电压数据u3(t)构造n条新电压曲线Li(t)(i＝1,2,3…n)，并将每条新电压曲线进行k次分解，得到k条电压特征曲线①将第二端电压数据u3(t)和n组不同的白噪声信号ai(t)(i＝1,2,3…n)，合成n条新电压曲线Li(t)(i＝1,2,3…n)，即Li(t)＝ai(t)+u3(t)；②计算第一条新电压曲线L1(t)对应的电压特征曲线：Sj(t)(j＝1,2,3…q)为L1(t)的分段曲线，L1(t)有q+1个峰值谐振点，相邻峰值谐振点之间为1个区间，共有q个分段曲线，Sj(t)满足节点二次连续，Sj(t)左右两端点为自由边界，每个分段都是三次多项式函数曲线：Sj(t)＝aj+bj(t-tj)+cj(t-tj)2+dj(t-tj)3，S'j(t)＝bj+2cj(t-tj)+3dj(t-tj)2，S″j(t)＝2cj+6dj(t-tj)；其中，aj,bj,cj,dj为三次多项式函数曲线Sj(t)的4q个系数，S'j(t)为Sj(t)的一阶导数，S″j(t)为Sj(t)的二阶导数。设hj＝tj+1-tj，yj是tj时刻峰值谐振点幅值，则已知节点：Sj(tj)＝yj(j＝1,2,3…q)，推出aj＝yj；0阶连续：Sj(tj+1)＝yj+1(j＝1,2,3…q)，推出1阶连续：S'j(tj+1)＝S'j+1(tj+1)(j＝1,2,3…q-1)，推出2阶连续：S″j(tj+1)＝S″j+1(tj+1)(j＝1,2,3…q-1)，推出2cj+6hjdj-2cj+1＝0；自由边界：S1”＝S″q＝0，推出c0＝cq＝0；这里共有4q个方程组，可基于这4q个方程组计算出aj,bj,cj,dj。将基于峰值谐振点划分的q个分段曲线带入相应系数连接形成曲线L1(t)有q+1个波谷谐振点，将波谷谐振点代替峰值谐振点重复上述步骤得到曲线以得到第一条新电压曲线对应的第一条电压特征曲线/>将新得到的电压特征曲线替换原有电压曲线L1(t)重复上述步骤，直至阈值小于预设循环停止阈值(如0.3)，停止上述步骤，则有k条电压特征曲线/>③将剩余的n-1条新电压曲线Li(t)依次代替第一条新电压曲线L1(t)重复上述步骤②，每条新电压曲线Li(t)都有k条电压特征曲线/>
(4)根据预设幅值差系数计算关系式计算幅值差系数Zp；其中，/>B(t)为电感的第二端的正常电压信号，Dp(t)为u3(t)的每条电压特征曲线的平均值，β为分辨系数(如取值为0.1)。
(5)根据预设灰色关联度系数计算关系式计算各新电压曲线的灰色关联度系数Lp；其中，Δ(t)为电压特征曲线均值Dp(t)和正常电压信号B(t)在t时刻的绝对值差；在绝对值差中，有最大绝对值差M和最小绝对值差m；α为分辨系数(如取值为0.5)。
(6)根据预设第二评估系数计算关系式计算电感的第二端电压的第二综合评估系数W，并判断第二综合评估系数W是否大于预设第二系数阈值(如1.74)；若是，则确定电感的第二端有过电压产生。
综上，列车供电系统采用网侧电压有效值U1判定网侧电压的过压情况，采用电感第一端电压有效值U2和综合评估系数Q综合判定电感第一端电压的过压情况，采用电感第二端电压有效值U3、第一综合评估系数Q'及第二综合评估系数W综合判定电感第二端电压的过压情况，过电压判断精确度逐步提高，能够更加可靠、有效地对列车供电系统的过电压进行判定。
本申请还提供了一种列车供电系统的电压状态监测系统，应用于包含从接触网取电的受电弓和将受电弓上传输的电能传递至列车用电端的电感的列车供电系统，包括：
预设模块，用于预先为列车供电系统的网侧电压及电感的两端电压一一对应设置过电压判定策略；
判定模块，用于获取列车供电系统的网侧电压值、电感的第一端电压值及电感的第二端电压值，并按照过电压判定策略相应判定网侧电压值、第一端电压值及第二端电压值的过电压情况；
综合模块，用于将过电压情况进行综合，得到列车供电系统的电压状态。
本申请提供的电压状态监测系统的介绍请参考上述电压状态监测方法的实施例，本申请在此不再赘述。
本申请还提供了一种列车供电系统的电压状态监测装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行计算机程序时实现上述任一种列车供电系统的电压状态监测方法的步骤。
本申请提供的电压状态监测装置的介绍请参考上述电压状态监测方法的实施例，本申请在此不再赘述。
本申请还提供了一种轨道车辆，包括列车供电系统及上述列车供电系统的电压状态监测装置。
本申请提供的轨道车辆的介绍请参考上述电压状态监测装置的实施例，本申请在此不再赘述。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种列车供电系统的电压状态监测方法，其特征在于，应用于包含从接触网取电的受电弓和将所述受电弓上传输的电能传递至列车用电端的电感的列车供电系统，包括：
预先为所述列车供电系统的网侧电压及所述电感的两端电压一一对应设置过电压判定策略；
获取所述列车供电系统的网侧电压值、所述电感的第一端电压值及所述电感的第二端电压值，并按照所述过电压判定策略相应判定所述网侧电压值、所述第一端电压值及所述第二端电压值的过电压情况；
将所述过电压情况进行综合，得到所述列车供电系统的电压状态；
预先为所述电感的第一端电压设置过电压判定策略的过程，包括：
采集所述电感的第一端电压，得到第一端电压数据u2(t)；其中，所述电感的第一端为靠近所述受电弓的一端；
根据预设电压有效值计算关系式计算第一端电压有效值U2，并判断所述第一端电压有效值U2是否大于预设电压阈值；其中，T表示采集所述第一端电压的数据点个数；
若是，则确定所述电感的第一端有过电压产生；
若所述第一端电压有效值U2不大于所述预设电压阈值，则根据预设复域信号计算关系式计算复域信号Z(t)；其中，/>是u2(t)的希尔伯特变换；
根据预设幅值信号计算关系式计算所述复域信号Z(t)的幅值信号x(t)，并根据预设相位信号计算关系式/>计算所述复域信号Z(t)的相位信号/>
根据预设幅值信号面积计算关系式计算所述幅值信号x(t)的面积sx，并根据预设相位信号面积计算关系式计算所述相位信号/>的面积/>其中，h为所述第一端电压的数据采集间隔；
根据预设第一评估系数计算关系式计算所述电感的第一端电压的综合评估系数Q，并判断所述综合评估系数Q是否大于预设第一系数阈值；其中，U为所述电感的第一端的正常电压有效值；
若是，则确定所述电感的第一端有过电压产生。
2.如权利要求1所述的列车供电系统的电压状态监测方法，其特征在于，预先为所述列车供电系统的网侧电压设置过电压判定策略的过程，包括：
采集所述列车供电系统的网侧电压，得到网侧电压数据u1(t)；
根据预设电压有效值计算关系式计算网侧电压有效值U1，并判断所述网侧电压有效值U1是否大于预设电压阈值；其中，T表示采集所述网侧电压的数据点个数；
若是，则确定所述列车供电系统的网侧有过电压产生。
3.如权利要求1所述的列车供电系统的电压状态监测方法，其特征在于，预先为所述电感的第二端电压设置过电压判定策略的过程，包括：
采集所述电感的第二端电压，得到第二端电压数据u3(t)；其中，所述电感的第二端为远离所述受电弓的一端；
根据预设电压有效值计算关系式计算第二端电压有效值U3，并判断所述第二端电压有效值U3是否大于预设电压阈值；其中，T表示采集所述第二端电压的数据点个数；
若是，则确定所述电感的第二端有过电压产生。
4.如权利要求3所述的列车供电系统的电压状态监测方法，其特征在于，所述列车供电系统的电压状态监测方法还包括：
若所述第二端电压有效值U3不大于所述预设电压阈值，则根据预设复域信号计算关系式计算复域信号Z'(t)；其中，/>是u3(t)的希尔伯特变换；
根据预设幅值信号计算关系式计算所述复域信号Z'(t)的幅值信号x'(t)，并根据预设相位信号计算关系式/>计算所述复域信号Z'(t)的相位信号/>
根据预设幅值信号面积计算关系式计算所述幅值信号x'(t)的面积s'x，并根据预设相位信号面积计算关系式计算所述相位信号/>的面积/>其中，h为所述第二端电压的数据采集间隔；
根据预设第一评估系数计算关系式计算所述电感的第二端电压的第一综合评估系数Q'，并判断所述第一综合评估系数Q'是否大于预设第一系数阈值；其中，U'为所述电感的第二端的正常电压有效值；
若是，则确定所述电感的第二端有过电压产生。
5.如权利要求4所述的列车供电系统的电压状态监测方法，其特征在于，所述列车供电系统的电压状态监测方法还包括：
若所述第一综合评估系数Q'不大于所述预设第一系数阈值，则基于所述第二端电压数据u3(t)构造n条新电压曲线Li(t)(i＝1,2,3…n)，并将每条新电压曲线进行k次分解，得到k条电压特征曲线
根据预设幅值差系数计算关系式计算幅值差系数Zp；其中，/>B(t)为所述电感的第二端的正常电压信号，Dp(t)为u3(t)的每条电压特征曲线的平均值，β为分辨系数；
根据预设灰色关联度系数计算关系式计算各所述新电压曲线的灰色关联度系数Lp；其中，△(t)为Dp(t)和B(t)在t时刻的绝对值差，M为最大绝对值差，m为最小绝对值差，α为分辨系数；
根据预设第二评估系数计算关系式计算所述电感的第二端电压的第二综合评估系数W，并判断所述第二综合评估系数W是否大于预设第二系数阈值；
若是，则确定所述电感的第二端有过电压产生。
6.如权利要求5所述的列车供电系统的电压状态监测方法，其特征在于，基于所述第二端电压数据u3(t)构造n条新电压曲线Li(t)(i＝1,2,3…n)，并将每条新电压曲线进行k次分解，得到k条电压特征曲线的过程，包括：
将所述第二端电压数据u3(t)和n组不同的白噪声信号ai(t)(i＝1,2,3…n)合成n条新电压曲线Li(t)(i＝1,2,3…n)；
基于目标新电压曲线Li(t)的峰值谐振点或波谷谐振点将所述目标新电压曲线进行分段，得到所述目标新电压曲线的q个分段曲线Sj(t)(j＝1,2,3…q)；其中，所述目标新电压曲线为任一所述新电压曲线，Sj(t)满足节点二次连续，Sj(t)左右两端点为自由边界，Sj(t)＝aj+bj(t-tj)+cj(t-tj)2+dj(t-tj)3，S'j(t)＝bj+2cj(t-tj)+3dj(t-tj)2，S'j'(t)＝2cj+6dj(t-tj)；aj,bj,cj,dj为Sj(t)的4q个系数，S'j(t)为Sj(t)的一阶导数，Sj"(t)为Sj(t)的二阶导数；
基于已知节点Sj(tj)＝yj(j＝1,2,3…q)得到aj＝yj，基于0阶连续Sj(tj+1)＝yj+1(j＝1,2,3…q)得到基于1阶连续S'j(tj+1)＝S'j+1(tj+1)(j＝1,2,3…q-1)得到/>基于2阶连续Sj”(tj+1)＝Sj”+1(tj+1)(j＝1,2,3…q-1)得到2cj+6hjdj-2cj+1＝0，基于自由边界S1”＝S'q'＝0得到c0＝cq＝0，以基于这4q个方程组计算出aj,bj,cj,dj；其中，
hj＝tj+1-tj，yj为tj时刻的峰值谐振点幅值或波谷谐振点幅值；
将基于所述峰值谐振点划分的q个分段曲线带入相应系数连接形成曲线xi +(t)，并将基于所述波谷谐振点划分的q个分段曲线带入相应系数连接形成曲线以得到所述目标新电压曲线对应的第一条电压特征曲线/>
将新得到的电压特征曲线替换所述目标新电压曲线Li(t)，并重新执行基于目标新电压曲线的峰值谐振点或波谷谐振点将所述目标新电压曲线进行分段的步骤，直至阈值小于预设循环停止阈值，得到所述目标新电压曲线对应的k条电压特征曲线/>
7.一种列车供电系统的电压状态监测系统，其特征在于，应用于包含从接触网取电的受电弓和将所述受电弓上传输的电能传递至列车用电端的电感的列车供电系统，包括：
预设模块，用于预先为所述列车供电系统的网侧电压及所述电感的两端电压一一对应设置过电压判定策略；
判定模块，用于获取所述列车供电系统的网侧电压值、所述电感的第一端电压值及所述电感的第二端电压值，并按照所述过电压判定策略相应判定所述网侧电压值、所述第一端电压值及所述第二端电压值的过电压情况；
综合模块，用于将所述过电压情况进行综合，得到所述列车供电系统的电压状态；
所述预设模块预先为所述电感的第一端电压设置过电压判定策略的过程包括：
采集所述电感的第一端电压，得到第一端电压数据u2(t)；其中，所述电感的第一端为靠近所述受电弓的一端；
根据预设电压有效值计算关系式计算第一端电压有效值U2，并判断所述第一端电压有效值U2是否大于预设电压阈值；其中，T表示采集所述第一端电压的数据点个数；
若是，则确定所述电感的第一端有过电压产生；
若所述第一端电压有效值U2不大于所述预设电压阈值，则根据预设复域信号计算关系式计算复域信号Z(t)；其中，/>是u2(t)的希尔伯特变换；
根据预设幅值信号计算关系式计算所述复域信号Z(t)的幅值信号x(t)，并根据预设相位信号计算关系式/>计算所述复域信号Z(t)的相位信号/>
根据预设幅值信号面积计算关系式计算所述幅值信号x(t)的面积sx，并根据预设相位信号面积计算关系式计算所述相位信号/>的面积/>其中，h为所述第一端电压的数据采集间隔；
根据预设第一评估系数计算关系式计算所述电感的第一端电压的综合评估系数Q，并判断所述综合评估系数Q是否大于预设第一系数阈值；其中，U为所述电感的第一端的正常电压有效值；
若是，则确定所述电感的第一端有过电压产生。
8.一种列车供电系统的电压状态监测装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1-6任一项所述的列车供电系统的电压状态监测方法的步骤。
9.一种轨道车辆，其特征在于，包括列车供电系统及如权利要求8所述的列车供电系统的电压状态监测装置。
CN202110826672.8A 2021-07-21 2021-07-21 列车供电系统的电压状态监测方法、系统、装置及车辆 Active CN113514687B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110826672.8A CN113514687B (zh) 2021-07-21 2021-07-21 列车供电系统的电压状态监测方法、系统、装置及车辆

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110826672.8A CN113514687B (zh) 2021-07-21 2021-07-21 列车供电系统的电压状态监测方法、系统、装置及车辆

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113514687A CN113514687A (zh) 2021-10-19
CN113514687B true CN113514687B (zh) 2024-06-21

Family

ID=78068536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110826672.8A Active CN113514687B (zh) 2021-07-21 2021-07-21 列车供电系统的电压状态监测方法、系统、装置及车辆

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113514687B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103085666A (zh) * 2011-11-03 2013-05-08 中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心 电力机车受电弓离线处理方法、处理系统和电力机车
CN110308325A (zh) * 2019-07-12 2019-10-08 中国铁道科学研究院集团有限公司 动车组过电压控制方法及系统

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4039404A1 (de) * 1990-12-10 1992-06-11 Sgs Thomson Microelectronics Ueberspannungsschutzvorrichtung
US5790658A (en) * 1996-10-28 1998-08-04 Advanced Micro Devices, Inc. High performance echo canceller for high speed modem
JP4156426B2 (ja) * 2003-04-01 2008-09-24 株式会社日立製作所 エネルギ送受制御システム及び鉄道車両駆動システム、並びに鉄道車両
US7532676B2 (en) * 2005-10-20 2009-05-12 Trellis Phase Communications, Lp Single sideband and quadrature multiplexed continuous phase modulation
US9661190B2 (en) * 2012-05-31 2017-05-23 Dolby Laboratories Licensing Corporation Low latency and low complexity phase shift network
DE112013007201T5 (de) * 2013-08-05 2016-03-24 Mitsubishi Electric Corporation Elektrofahrzeug-Steuerungssystem und Leistungsumwandlungsvorrichtung
WO2015022358A1 (en) * 2013-08-14 2015-02-19 Iee International Electronics & Engineering S.A. Radar sensing of vehicle occupancy
CN104597354B (zh) * 2015-01-27 2018-09-25 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 基于列车供电系统的弓网电弧的检测方法及系统
CN106022222B (zh) * 2016-05-10 2019-08-23 哈尔滨工业大学 一种多谐波振动信号分解装置及方法
CN108808720A (zh) * 2017-04-26 2018-11-13 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种牵引供电系统
CN109406923B (zh) * 2017-08-17 2021-06-25 株洲中车时代电气股份有限公司 一种列车供电系统接地漏电故障预测方法及装置
CN109831106B (zh) * 2019-03-18 2020-09-15 中国科学院电工研究所 一种三相电流型pwm整流器的自适应有源阻尼控制方法
CN110031674A (zh) * 2019-04-25 2019-07-19 宁波中车时代传感技术有限公司 动车组列车能耗计量系统及方法
CN112881789B (zh) * 2021-04-08 2022-07-08 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种过电压信号识别方法、装置、介质及车辆

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103085666A (zh) * 2011-11-03 2013-05-08 中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心 电力机车受电弓离线处理方法、处理系统和电力机车
CN110308325A (zh) * 2019-07-12 2019-10-08 中国铁道科学研究院集团有限公司 动车组过电压控制方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN113514687A (zh) 2021-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. A new fault detection and fault location method for multi-terminal high voltage direct current of offshore wind farm
CN112881855B (zh) 基于广义s变换的高压直流输电线路雷击干扰识别方法
CN106451793B (zh) 基于数字电压信号的智能变电站断路器选相控制方法
Chen et al. A novel traveling wave based fault location scheme for power distribution grids with distributed generations
Wei et al. Fault location of VSC based DC distribution network based on traveling wave differential current with hausdorff distance and cubic spline interpolation
CN114512966B (zh) 基于s变换频域阻抗的直流配电网纵联保护方法及系统
CN110763957A (zh) 一种中压电缆绝缘故障在线监测新方法
CN110456218B (zh) 基于中值电阻投切前后工频增量系数的快速故障选线方法
CN113514687B (zh) 列车供电系统的电压状态监测方法、系统、装置及车辆
CN113945806B (zh) 一种柔性直流输电线路单端故障测距方法及系统
CN102680824A (zh) 一种基于dsp的弓网受流电能质量检测分析系统
Zhang et al. Two terminals protection method for HVDC transmission lines based on maximal overlap discrete wavelet transform and cross-correlation coefficient of traveling wave
CN112230066A (zh) 一种牵引变流器直流母线电容健康评估方法及系统
Zhang et al. Application research on pilot protection method for multi‐terminal hybrid line‐commutated converter/modular multilever converter‐based high voltage DC system
CN116609610A (zh) 一种基于自适应小波包变换的单相接地故障选相方法
CN116632791A (zh) 基于复合暂态能量低频特征的送出线路纵联保护方法
CN114142442B (zh) 一种直流输电线路保护方法及系统
CN112865031A (zh) 基于电流衰减比的高压直流输电线路雷击干扰识别方法
CN114301175A (zh) 基于注入信号的配电台区户变关系识别的方法及装置
CN203444002U (zh) 10kV线路防窃电装置
CN108767822B (zh) 针对继电保护的线路模型与互感器类型的匹配方法
CN209119797U (zh) 一种变频电动机的差动保护装置
CN111697525B (zh) 一种高压分裂管母线间隔棒电晕放电控制方法及系统
CN105071543A (zh) 一种变电站在线监测系统
CN110927450A (zh) 一种对电网电压的品质进行监测的方法及其系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant